tevilni strokovnjaki drzno napovedujejo, da bo nanotehnologija povzroëila novo industrijsko revolucijo!

Transcription

1

2 tevilni strokovnjaki drzno napovedujejo, da bo nanotehnologija povzroëila novo industrijsko revolucijo! Tako kot je odkritje bakterij vplivalo na varovanje zdravja skozi osebno higieno, tako bo zavedanje, da je v ozraëju res veliko nanodelcev, ki skrajπujejo naπo æivljenjsko dobo, povzroëilo spremembe v naπem vedenju in celo geografske premike ljudi na podroëja z manjπo onesnaæenostjo. Kaj so nanodelci? Nanodelci so drobni skupki materiala, ki so manjπi od 100 nanometrov = 0.1 mikrometra. V pisano druπëino nanodelcev spadajo poleg tistih pikic, ki so kot majhne kroglice ali kot neznansko drobna riæeva zrnca, tudi delci, ki sestavljajo tanke plasti, ali pa tanki igliëasti kristali ali nitke. Nanodelci so premajhni, da bi jih videli s prostim oëesom. Za opis prisotnosti nanodelcev ni veë mogoëe uporabljati standardnih koliëin, kot sta uteæna ali volumska koncentracija, ki ne povesta niëesar o velikosti delcev ali o njihovi povrπini. Edina ustrezna koliëina je πtevilska porazdelitev nanodelcev po velikosti. Zakaj je velikost tako pomembna? Ker: 70 nm delci prodrejo v pljuëne meπiëke. 50 nm delci prodrejo v celice. 30 nm delci prodrejo v celiëno jedro. In ni podatkov o potovanju delcev, ki so manjπi od 20 nm.

3 Od kod izvirajo? Izvor nanodelcev in kje jih najdemo: naravni: erozija, puπëavski prah, vulkanski izbruhi, virusi; proizvedeni: namensko proizvedeni inæenirski: kozmetika, hrana, detergenti, tekstil, zaπëitne vodoodbojne prevleke; nenamensko proizvedeni: stranski produkt pri industrijski proizvodnji (mletje, varjenje, bruπenje, gradbeniπtvo, tehnologije razprπil; izgorevanje biomase in fosilnih goriv; izpuh motorjev z notranjim izgorevanjem, πe zlasti dizelskih motorjev. Kakπne lastnosti imajo? Posebne lastnosti nanodelcev: poveëana kemiëna aktivnost, spremenjene fizikalne lastnosti (kvantni pojavi), velika povrπina glede na maso, lebdenje v zraku; zaradi termiëne energije dosegajo hitrosti do veë metrov na sekundo in trkajo z molekulami zraka, πtevilënost nanodelcev v cm 3 pisarna: (deset do πtirideset tisoë), varjenje: (4 milijoni), bruπenje: (dvesto tisoë), izdih kadilca: > (sto milijonov). Nanotehnologija in inæenirski nanomateriali prinaπajo potencialne prednosti, nove priloænosti, pa tudi tveganja, ki se jih je treba bolj zavedati. Kaj se zgodi, Ëe nanodelci pridejo v æiv organizem? V Ëloveπko telo lahko delci pridejo skozi koæo, prebavila in predvsem dihala. Na vse tri naëine lahko pridejo v krvni obtok, ki jih raznese po vsem telesu. Vse veë je tudi izsledkov, da lahko nanodelci iz krvnega obtoka ali prek æivënih poti zaidejo tudi v moægane. PoveËane koncentracije nevrodegenerativnih bolezni v okoljih, obremenjenih z visokimi koncentracijami ultra finih praπnih delcev, kaæejo na moænost vpliva teh delcev v ozraëju na razvoj nekaterih obolenj, kot sta npr. Parkinsonova in Alzheimerjeva bolezen.

4 Nanodelci, ki so kroglaste oblike, se v alveolnih podroëjih pljuë laæje izognejo celicam makrofagov, zato ne povzroëajo toliko vnetnih procesov kot nitkasti delci. Vendar so po velikosti bliæji receptorjem celiëne membrane, zato pljuëna celica takπnega delca ne prepozna kot sovraænega tujka in ga s procesom endocitoze spusti vase in poslediëno tudi v krvni obtok. Celo zlato, ki je v naπi miselnosti simbol obstojnosti, postane moëno reaktivno, ko so delci veliki le nekaj nanometrov, in ga lahko uporabljamo kot katalizator. Primeri strupenosti inæenirskih nanodelcev FeOx Prisotnost nanodelcev æelezovega oksida je strupena za æivëne celice in vpliva na njihovo sposobnost prenaπanja signalov. Ag SiO2 Srebro poveëa sproπëanje reaktivnih oksidacijskih radikalov oksidativni stres. Posebna teæava nastane, ko nanodelci srebra z odpadnimi vodami pridejo v Ëistilne naprave, kjer pride lahko do pravega pomora koristnih mikroorganizmov, ki jih sicer uporabljajo za bioloπko ËiπËenje vode. Nanodelci silicijevega dioksida so dodatek v gumenih izdelkih, loπëilih, papirnih izdelkih, zdravilih in kozmetiki, v prehrambnih izdelkih in embalaæi. Ker so zaradi nizke gostote relativno lahki, se z zraënimi tokovi zlahka dvignejo v delovno atmosfero in ogrozijo zdravje zaposlenih, ki jih vdihavajo tako med proizvodnjo, skladiπëenjem, transportom in tudi kot uporabniki konënih izdelkov. Raziskave so pokazale, da povzroëajo bolezni dihal in srëna obolenja, πe zlasti pri starejπih ljudeh.

5 Ali veste Nanodelci, ki se sproπëajo pri gorenju navadne sveëe. da pri zgorevanju navadne sveëe pride do sproπëanja nanodelcev z velikostjo do 30 nanometrov. da naj bi pri gorenju vseh goriv, ki vsebujejo ogljik (npr. biomase, fosilna goriva), prihajalo do popolne oksidacije ogljika v ogljikov dioksid. Vendar popolne oksidacije v praksi ni, del ogljika ostane neoksidiran in se zdruæuje v zelo majhne skupke z velikostjo okrog 10 nanometrov. Ti skupki se nato zdruæujejo v nekoliko veëje, do 100 nanometrov, in se izloëajo v okolje okrog kuriπëa. Vsakih dodatnih 10 µg ogljika v m 3 zraka za en odstotek poveëa smrtnost zaradi bolezni srca. Skupki nanodelcev ogljika, ki nastajajo pri zgorevanju. da pri uporabi pirotehnike in razstreliv, uporabljenih v rudarstvu, gradbeniπtvu, pri vojaπkih vajah in vojaπkih operacijah nanodelci dobijo veliko hitrost vstran od srediπëa eksplozije, kar jih med seboj oddalji in prepreëi zdruæevanje in s tem ohranja njihovo poveëano kemiëno aktivnost. Vsa razstreliva moëno onesnaæujejo okolje. da je poleg gorenja najveëji onesnaæevalec ozraëja z nanodelci promet. VeËina delcev v izpuhu avtomobilov ima velikost pod 100 nm, velik del celo pod 10 nm.

6 Æiveti v bliæini prometnic ni zdravo ravno zaradi ogljika iz dizelskih motorjev, ki predstavljajo do 12 odstotkov vseh delcev, manjπih od 2.5 µm (PM 2.5). Nanodelci in seæigalnice Dizelski motorji so veliki onesnaæevalci ozraëja z nanodelci. Pri bencinskih motorjih je manj nanodelcev in manj nenasiëenih strupenih duπikovih oksidov, medtem ko je prednost dizelskih motorjev ta, da proizvajajo manj ogljikovega dioksida. Tesna voænja za vozilom na dizelski pogon ogroæa zdravje. V Sloveniji je veliko govora o reπevanju energijske teæave s seæiganjem biomase, postavljajo pa se tudi æe prve seæigalnice odpadkov. Pred mnoæiëno uporabo biomase za pridobivanje energije je treba razmisliti o vseh moænih posledicah, povezanih s sproπëanjem velikih koliëin nanodelcev in jih pravoëasno prepreëiti. Kaj lahko naredimo, da zmanjπamo πkodljive vplive nanodelcev v vsakdanjem æivljenju? V naπem æivljenju je veliko tradicionalnih navad, pri katerih pride do sproπëanja velikih koliëin nanodelcev, ki se jih doslej sploh nismo zavedali.»e se æelimo izogniti nanodelcem ogljika: ne priæigajmo sveë v stanovanju, v lokalih ali lepotnih salonih in na pokopaliπëih, izogibajmo se odprtih kuriπë in prvomajskih kresovanj, pa tudi tabornih ognjev.»e se æelimo izogniti tudi drugim nanodelcem, ki so v naπem okolju zaradi proizvodnih procesov, se je treba primerno zaπëititi, npr. pri suhem bruπenju kamna, rezanju betona, spajkanju, bruπenju v industrijski proizvodnji.

7 Na delovnem mestu? Nenamensko proizvedeni nanodelci Vzpostaviti je treba ustrezno zaπëito zaposlenih in neposredne okolice v naslednjih panogah: v kovinski industriji: kondenzirane kovinske pare, delci, ki nastajajo pri bruπenju, rezkanju, struæenju in drugih mehanskih postopkih, prav tako pa tudi pri spajkanju, varjenju, visokotemperaturnem rezanju, vkljuëno z laserskim rezanjem, in pri drugih postopkih, pri katerih se mehanska obdelava kombinira z visoko temperaturo obdelovanca; v gradbeniπtvu in rudarstvu: miniranje, izkopi, mletje, betoniranje, bruπenje, glajenje, rezanje kamna, lomljenje, menjava kritin (posebno azbestnih); v termoelektrarnah in seæigalnicah. Namensko proizvedeni nanodelci inæenirski: PriporoËila za delo z nanodelci: Reaktorske posode morajo biti v direktnem tesnem spoju s posodami za transport ali pa je treba nanomaterial preloæiti v posode za prevoz v posebej za to zgrajeni Ëisti sobi in z uporabo popolne zaπëitne obleke delavca. Dovod Ëistega zraka za dihanje in antistatiëna obleka pod nadtlakom sta dve od osnovnih zahtev. Prevoz, Ëe je le mogoëe, naj poteka z nanodelci v tekoëem mediju, Ëe to ni mogoëe, pa se je treba zavedati moænosti eksplozije pri prevelikih koliëinah nanodelcev v posodi. Laboratoriji oz. proizvodni prostori naj bi bili opremljeni s tuπi, da se v primeru izpusta nanodelcev opere ves prostor ter se na ta naëin delci zberejo v vodnem mediju. Odpadki, ki vsebujejo nanodelce, naj bi se obravnavali enako kot nevarni kemijski odpadki. Dodatne informacije Konec maja 2008 je bila sprejeta Direktiva Evropskega parlamenta in Sveta o kakovosti zunanjega zraka in Ëistejπem zraku za Evropo, ki je doloëila mejno vrednost 25 µg/m 3 za delce z velikostjo pod 2.5 µm (PM 2.5), ki mora biti doseæena do leta 2015, in vrednost 20µg/m 3 za leto V letu 2007 je mejna vrednost za delce z velikostjo pod 10 µm (PM 10) znaπala 50 µg/m 3.

8 Dodatno branje: 1. Scientific Committee on Emerging and newly-identified Health Risks (SCENIHR): 2. The European Nanotechnology Trade Alliance (ENTA) 3. BSi-British Standards ( 4. PAS 130: Guidance on the labelling of manufactured nanoparticles and products containing manufactured nanoparticles. 5. PD : Nanotechnologies-Part 1: Good practice guide for specifying manufactured nanomaterials. 6. PD : Nanotechnologies-Part 2: Guide to safe handling and disposal of manufactured nanomaterials. 7. European project: Nanosafe2: Safe Production and Use of Nanomaterials ( Zaloænik: Ministrstvo za zdravje / Urad RS za kemikalije; pripravljeno v okviru projekta Prehodni vir: Kemijska varnost 3, No. SI/06/IB/EC/02 Besedilo: Maja Remπkar Vodja projekta: Teja Ilc Oblikovanje: Branka Smodiπ Tisk: Present d.o.o izvodov April 2009 tiskano na nekloriranem papirju